Hunter
Felfedték a Vénusz légycsapója eredetét
A Vénusz légycsapója és egy másik, víz alatt élő húsevő növény egy sokkal hagyományosabb, ragadós levelű rokonukból fejlődtek ki.
Az idők során ezek a növények gondosan kimunkált szerkezetekkel és fegyverekkel szerelték fel magukat, mint érzékelő szőrök és a fogszerű tüskék, amivel foglyul ejtik és mozgásképtelenné teszik tápanyagokban gazdag áldozataikat. A botanikusok szerint összességében a vadászat és az egyre nagyobb rovarok és állatok elfogyasztásának szükségessége vitte előre a húsevő növények evolúcióját, amik igen sok formában léteznek. A kutatások eredménye szerint legalább hat egymástól elkülönülő evolúciós időszakuk volt eddig, ma a legtöbb fajt a kihalás fenyegeti.
A kürtvirágok például csőszerű levélszerkezeteket alkottak, amin ha lebucskázik egy rovar, számára már nincs visszaút. Más növények légypapírszerű ragadós felületeikkel ejtik foglyul zsákmányukat. A húsevő növények közül két faj tűnik ki, a Vénusz légycsapója (Dionaea muscipula) és az aldrovanda (Aldrovanda vesiculosa).
Dionaea muscipula
Mindkettő úgynevezett csapócsapda. Különleges, a feladatra kifejlődött leveleiket összezárva állatokra vadásznak, nem is akárhogy, a Vénusz légycsapója olyannyira "taktikus", hogy érzékelő szőreinek első érintésére nem záródik össze teljesen, így a kisebb rovarok, amik nem fedeznék a növény emésztési folyamatába fektetett energiát, távozhatnak a csapdából, a méretes példányokat azonban könyörtelenül foglyul ejti, legfeljebb 0,3 másodpercnyi időt adva a prédának, ennyi idő alatt csapódnak össze a levelei, míg az aldrovanda vékony áttetsző csapdával várja az ebihalakat és más apró vízi lényeket.
Charles Darwint olyannyira elbűvölték ezek a képességek és az a sebesség, amivel akcióba lépnek, hogy a Vénusz légycsapóját a "világ egyik legcsodálatosabb növényeként" írta le. "Darwint lenyűgözték a húsevő növények, különösen a Vénusz légycsapója, szerintem részben azért, mert annyira mások" - mondta Don Waller az amerikai Wisconsin Egyetem botanikusa. "Az ő, és a mi időnkben a legtöbben tétlen és ártalmatlan lényekként tekintünk a növényekre, amik nem tudnak mozogni. A Vénusz légycsapója azonban úgy viselkedik mint egy állat, gyorsan mozog és friss húst eszik"
Egészen mostanáig viszont nem volt egyértelmű, melyik növényből fejlődött ki a két kiemelt faj. Waller és munkatársa, Thomas Gibson úgy vélik megtalálták a választ, amit a New Phytologist szaklapban közzé is tettek. Ezen felül a kutatók lehetségesnek tartják azon lépések nyomon követését, amin a két ragadozó növény keresztülment, mire teljes értékű vadásszá vált.
Elsőként Waller és Gibson a csapócsapdákat más húsevő növényekkel, az úgynevezett ragadós csapdákkal vetette össze. A két típus nagyon különböző, míg a csapócsapdáknak tátott szájra emlékeztető széttárt leveleik vannak, a ragadós csapdákat kis levelek jellemzik, melyeken akár mozgásra is képes szőrök helyezkednek el, ezeket pedig jellemzően valamilyen ragacsos nedv borít. Számos ragadós növény a Drosera nemhez tartozik, ilyen a hazánk tőzegmohás lápjaiban is jelen levő kereklevelű harmatfű (Drosera rotundifolia), ami több formában is létezik. A Wisconsin Egyetem kutatója, Ken Anderson DNS elemzése megerősítette, hogy a Vénusz légycsapója és az aldrovanda valóban rokonok és mint kiderült legközelebbi közös ősük a Drosera regia nevű faj. Ezután Waller és Gibson felvázolták azokat a lépéseket amit a növénynek meg kellett tennie a ragadós csapdától a csapócsapdáig való átalakulásig.
Elsőként az ős növénynek meg kellett tanulnia csápjai és levelei mozgatását egy bizonyos irányban, amivel nagyobb esélye lett az elhaladó rovarok elcsípésére. A következő lépés a zsákmány észlelésének és a rakcióidő felgyorsítása lehetett. Ezután a növénynek meg kellett találnia a módját, hogy szelektív legyen, tehát csak élő zsákmányt próbáljon csapdába ejteni, nem minden törmeléket, ami ráhullik. Végül csápjait, szőreit érzékelő szálakká és fogakká kellett fejlesztenie, ami felismeri és körülfonja az áldozatot, illetve mindezek mellett el kellett veszítenie ragacsos nedveit és új emésztő nedveket kellett kifejlesztenie, ami alkalmas az élelem feldolgozására. Ez azonban felveti a kérdést, hogy milyen erős kiválasztódási nyomásnak kell nehezednie egy sor ilyen drasztikus változáshoz az adott fajra?
Waller és Gibson ezt az egyre nagyobb zsákmány elfogyasztásával magyarázza. "A nagy zsákmány elfogása nagy hasznot jelent bármely húsevő növény számára, a csapócsapdák pedig sokkal hatékonyabban képesek megbénítani és megemészteni ezeket a nagy prédákat, mint a ragadós harmatfüvek" - mondta Waller. "Egy kétszer hosszabb rovar nyolcszor annyi biomasszát tartalmaz mint egy hagyományos példány, azaz az éltető tápanyagok a zsákmány méretével arányosan nőnek. Ezért van az, hogy a légycsapók amint alkalmuk adódik nagyobb csapdákat növesztenek, ellentétben szinte az összes többi növénnyel, ahol a levelek mérete a növény növekedésével nem változik."
Az aldrovanda
Waller azt is gyanítja, hogy a zsákmány elnyelése és elszigetelése más előnyöket is rejt a Vénusz légycsapója és az aldrovanda számára. A csapócsapda elzárja az utat más ragadozók elől, hogy elcsenjék a foglyul ejtett rovart, valamint egy esetleges eső sem moshat el egyetlen morzsányi tápanyagot sem, mielőtt a növény meg nem emésztette az ételét.
Ezeknek a kérdéseknek a megválaszolása különösen fontos, mivel egyre ritkább a vadonélő Vénusz légcsapója, az Egyesült Államokban már felkerült a veszélyeztetett fajok listájára, tette hozzá Waller. Evolúciós történelmének ismerete segíteni fog a botanikusoknak, hogy kezeljék ha például túlságosan belterjessé válik.
Az idők során ezek a növények gondosan kimunkált szerkezetekkel és fegyverekkel szerelték fel magukat, mint érzékelő szőrök és a fogszerű tüskék, amivel foglyul ejtik és mozgásképtelenné teszik tápanyagokban gazdag áldozataikat. A botanikusok szerint összességében a vadászat és az egyre nagyobb rovarok és állatok elfogyasztásának szükségessége vitte előre a húsevő növények evolúcióját, amik igen sok formában léteznek. A kutatások eredménye szerint legalább hat egymástól elkülönülő evolúciós időszakuk volt eddig, ma a legtöbb fajt a kihalás fenyegeti.
A kürtvirágok például csőszerű levélszerkezeteket alkottak, amin ha lebucskázik egy rovar, számára már nincs visszaút. Más növények légypapírszerű ragadós felületeikkel ejtik foglyul zsákmányukat. A húsevő növények közül két faj tűnik ki, a Vénusz légycsapója (Dionaea muscipula) és az aldrovanda (Aldrovanda vesiculosa).
Dionaea muscipula
Mindkettő úgynevezett csapócsapda. Különleges, a feladatra kifejlődött leveleiket összezárva állatokra vadásznak, nem is akárhogy, a Vénusz légycsapója olyannyira "taktikus", hogy érzékelő szőreinek első érintésére nem záródik össze teljesen, így a kisebb rovarok, amik nem fedeznék a növény emésztési folyamatába fektetett energiát, távozhatnak a csapdából, a méretes példányokat azonban könyörtelenül foglyul ejti, legfeljebb 0,3 másodpercnyi időt adva a prédának, ennyi idő alatt csapódnak össze a levelei, míg az aldrovanda vékony áttetsző csapdával várja az ebihalakat és más apró vízi lényeket.
Charles Darwint olyannyira elbűvölték ezek a képességek és az a sebesség, amivel akcióba lépnek, hogy a Vénusz légycsapóját a "világ egyik legcsodálatosabb növényeként" írta le. "Darwint lenyűgözték a húsevő növények, különösen a Vénusz légycsapója, szerintem részben azért, mert annyira mások" - mondta Don Waller az amerikai Wisconsin Egyetem botanikusa. "Az ő, és a mi időnkben a legtöbben tétlen és ártalmatlan lényekként tekintünk a növényekre, amik nem tudnak mozogni. A Vénusz légycsapója azonban úgy viselkedik mint egy állat, gyorsan mozog és friss húst eszik"
Egészen mostanáig viszont nem volt egyértelmű, melyik növényből fejlődött ki a két kiemelt faj. Waller és munkatársa, Thomas Gibson úgy vélik megtalálták a választ, amit a New Phytologist szaklapban közzé is tettek. Ezen felül a kutatók lehetségesnek tartják azon lépések nyomon követését, amin a két ragadozó növény keresztülment, mire teljes értékű vadásszá vált.
Elsőként Waller és Gibson a csapócsapdákat más húsevő növényekkel, az úgynevezett ragadós csapdákkal vetette össze. A két típus nagyon különböző, míg a csapócsapdáknak tátott szájra emlékeztető széttárt leveleik vannak, a ragadós csapdákat kis levelek jellemzik, melyeken akár mozgásra is képes szőrök helyezkednek el, ezeket pedig jellemzően valamilyen ragacsos nedv borít. Számos ragadós növény a Drosera nemhez tartozik, ilyen a hazánk tőzegmohás lápjaiban is jelen levő kereklevelű harmatfű (Drosera rotundifolia), ami több formában is létezik. A Wisconsin Egyetem kutatója, Ken Anderson DNS elemzése megerősítette, hogy a Vénusz légycsapója és az aldrovanda valóban rokonok és mint kiderült legközelebbi közös ősük a Drosera regia nevű faj. Ezután Waller és Gibson felvázolták azokat a lépéseket amit a növénynek meg kellett tennie a ragadós csapdától a csapócsapdáig való átalakulásig.
Elsőként az ős növénynek meg kellett tanulnia csápjai és levelei mozgatását egy bizonyos irányban, amivel nagyobb esélye lett az elhaladó rovarok elcsípésére. A következő lépés a zsákmány észlelésének és a rakcióidő felgyorsítása lehetett. Ezután a növénynek meg kellett találnia a módját, hogy szelektív legyen, tehát csak élő zsákmányt próbáljon csapdába ejteni, nem minden törmeléket, ami ráhullik. Végül csápjait, szőreit érzékelő szálakká és fogakká kellett fejlesztenie, ami felismeri és körülfonja az áldozatot, illetve mindezek mellett el kellett veszítenie ragacsos nedveit és új emésztő nedveket kellett kifejlesztenie, ami alkalmas az élelem feldolgozására. Ez azonban felveti a kérdést, hogy milyen erős kiválasztódási nyomásnak kell nehezednie egy sor ilyen drasztikus változáshoz az adott fajra?
Waller és Gibson ezt az egyre nagyobb zsákmány elfogyasztásával magyarázza. "A nagy zsákmány elfogása nagy hasznot jelent bármely húsevő növény számára, a csapócsapdák pedig sokkal hatékonyabban képesek megbénítani és megemészteni ezeket a nagy prédákat, mint a ragadós harmatfüvek" - mondta Waller. "Egy kétszer hosszabb rovar nyolcszor annyi biomasszát tartalmaz mint egy hagyományos példány, azaz az éltető tápanyagok a zsákmány méretével arányosan nőnek. Ezért van az, hogy a légycsapók amint alkalmuk adódik nagyobb csapdákat növesztenek, ellentétben szinte az összes többi növénnyel, ahol a levelek mérete a növény növekedésével nem változik."
Az aldrovanda
Waller azt is gyanítja, hogy a zsákmány elnyelése és elszigetelése más előnyöket is rejt a Vénusz légycsapója és az aldrovanda számára. A csapócsapda elzárja az utat más ragadozók elől, hogy elcsenjék a foglyul ejtett rovart, valamint egy esetleges eső sem moshat el egyetlen morzsányi tápanyagot sem, mielőtt a növény meg nem emésztette az ételét.
Ezeknek a kérdéseknek a megválaszolása különösen fontos, mivel egyre ritkább a vadonélő Vénusz légcsapója, az Egyesült Államokban már felkerült a veszélyeztetett fajok listájára, tette hozzá Waller. Evolúciós történelmének ismerete segíteni fog a botanikusoknak, hogy kezeljék ha például túlságosan belterjessé válik.